שיעור תאוריה
גאומטריה אנליטית (ישר, מעגל ומצולעים)
נוסחאות המרחק, האמצע והשיפוע, משוואת הישר, משוואת המעגל, השקות לצירים, ויחסים בין מצולעים למעגלים במערכת צירים.
איך מזהים שהנושא מתאים
השאלה משלבת נקודות עם קואורדינטות, שיפועים, אמצע קטעים, ישרים מאונכים או מקבילים, מרחקים, מעגלים, או תכונות של מצולעים במערכת צירים.
אינטואיציה
גאומטריה אנליטית מתרגמת תכונות גאומטריות למשוואות: הקבלה מתורגמת לשיפועים שווים, מאונכות למכפלת שיפועים −1, חציית קטע לנוסחת אמצע, והשקה למרחק קבוע מן המרכז אל הישר.
נוסחאות בסיסיות — נקודות וישרים
| נוסחה | כתיב | מתי משתמשים |
|---|---|---|
| מרחק בין שתי נקודות | d = √((x2−x1)² + (y2−y1)²) | כשנדרש לחשב אורך קטע בין שתי נקודות ידועות. |
| נקודת האמצע | M = (x1+x22 , y1+y22) | כשנדרש למצוא את נקודת האמצע של קטע, או להוכיח שנקודה מסוימת היא נקודת האמצע. |
| שיפוע ישר | m = y2−y1x2−x1 | מחשבים מתוך שתי נקודות על הישר. |
| משוואת ישר (שיפוע-חותך) | y = mx + b | כשידוע השיפוע m ונקודת החיתוך עם ציר ה-y (b). |
| משוואת ישר (נקודה-שיפוע) | y − y0 = m(x − x0) | כשידוע השיפוע m ונקודה אחת (x₀, y₀) על הישר. |
| ישרים מקבילים | m1 = m2 | שני ישרים מקבילים אם ורק אם שיפועיהם שווים. |
| ישרים מאונכים | m1 · m2 = −1 | שני ישרים מאונכים אם מכפלת שיפועיהם היא −1. |
משוואת המעגל והשקות
מעגל שמרכזו בנקודה M(a, b) ורדיוסו R מתואר על ידי המשוואה:
(x − a)² + (y − b)² = R²
נקודות חיתוך עם הצירים
- חיתוך עם ציר ה-x: נציב y = 0 ונפתור משוואה ריבועית עבור x.
- חיתוך עם ציר ה-y: נציב x = 0 ונפתור משוואה ריבועית עבור y.
מעגל משיק לציר
- משיק לציר ה-x: הרדיוס אל נקודת ההשקה הוא מאונך לציר ה-x, ולכן מקביל לציר ה-y. מכאן: R = |b|. נקודת ההשקה: (a, 0).
- משיק לציר ה-y: הרדיוס אל נקודת ההשקה הוא מאונך לציר ה-y. מכאן: R = |a|. נקודת ההשקה: (0, b).
שיטת פתרון עם מצולעים במערכת צירים
- מקבילית: צלעות נגדיות מקבילות (שיפועים שווים) ושוות באורכן. האלכסונים חוצים זה את זה — נקודות האמצע של שני האלכסונים זהות.
- מרחק אופקי/אנכי: אורך קטע המקביל לציר ה-x = הפרש ה-x של קצותיו. אורך קטע המקביל לציר ה-y = הפרש ה-y.
- שטח מקבילית: אורך צלע · הגובה המאונך אליה. בחרו צלע מקבילה לאחד הצירים — הגובה יהיה אז המרחק הפשוט בין הצלעות המקבילות.
הערות מוכנות למבחן
- שכחתם את b בנוסחת y = mx + b? הציבו נקודה ידועה על הישר ל-x ו-y ופתרו עבור b.
- ישרים מאונכים: שיפוע הניצב ל-m הוא −1m — "הפוך וחשבון הפוך". לדוגמה: אם m = 2 אז השיפוע המאונך הוא −½.
- נוסחת המרחק עם שורש: אל תשכחו את הסוגריים — (x₂−x₁)² לא x₂²−x₁². ריבועים לפני שורש!
- אלכסוני מקבילית חוצים זה את זה: אם שואלים "הוכח שמצולע הוא מקבילית", דרך מהירה היא להראות שנקודת האמצע של שני האלכסונים זהה.